电信接入网基础理论

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1、接入网基础理论目录1. 概述- 3 -1.1 接入网的基本概念- 3 -1.2 接入网的分类 - 4 -1.3 接入网提供的综合接入业务- 7 -2.铜线接入技术 - 9 -2.1 不对称数字用户线（ADSL ）接入技术-9 -2.2 甚高速数字用户线（VDSL ）接入技术-15 -3 光纤接入技术 - 19 -3.1 无源光网络（PON）接入技术-19 -3.2 以太网无源光网络（EPON）接入技术-27 -1. 概述1.1 接入网的基本概念1.1.1 接入网的定义1接入网的定义从整个电信网的角度， 可以将全网划分为公 用电信网和用户驻地网（Customer Premises Network

2、, CPN）两大块，其中CPN属用户所有，故通常电 信网指公用电信网部分。公用电信网又可划分为三部分，即：长途网（长途端局 以上部分）、中继网（即长途端局与市话局之间以及市话局之间的部分）和接入 网（即端局至用户之间的部分）。按照ITU-T G.902的定义，接入网（AN）是由业务节点接口（Service Node Interface, SNI）和相关用户网络接口（User Network Interface， UNI）之间的一 系列传送实体（诸如线路设施和传输设施）所组成的，它是一个为传送电信业务 提供所需传送承载能力的实施系统。1.1.2 接入网的拓扑结构 网络的拓扑结构是指组成网络的物理

3、的或逻辑的布局形状和结构构成，可以进一 步分为物理配臵结构和逻辑配臵结构。物理配臵结构指实际网络节点和传输链路 的布局或几何排列，反映了网络的物理形状和物理上的连接性。1星型结构 当涉及通信的所有点中有一个特殊点（即枢纽点）与其他所有点直接相连，而其 余点之间不能直接相连时，就构成了星型结构，又称单星型或大星型结构。2双星型结构在光纤接入网环境中，将传统电缆接入网的交接箱换成远端节点或远端设备(Remote Node/Remote Terminal , RN/RT),将馈线电缆改用光缆后即成为双星 型结构，有人称之为分布式星型结构。3总线结构(链型或T型结构)当涉及通信的所有点串联起来并使首末

4、两个点开放时就形成了链型结构；当中间各个点可以有上下业务时又称为总线结构，也称为T型结构。4环型结构当涉及通信的所有点串联起来，而且首尾相连，没有任何点开放时就形成了环型结构。5树型结构传统的有线电视(Cable TeleVision/Community Antenna TeleVision， CATV)网往往采用树型 -分支结构，很适于单向广播式业务。1.2 接入网的分类接入网通常是按其所用传输介质的不同来进行分类的。1.2.1 铜线接入网端局与交接箱之间可以有远端交换模块(Remote Switching Unit，RSU)或远端( Remote Terminal， RT)。端局本地交换机

5、的主配线架(Main Distribution Frame，MDF)经大线径、大 对数的馈线电缆(数百数千对)连至分路点转向不同方向。由交接箱开始经较小线径较小对数的配线电缆(每组几十对)连至分线盒。 由分线盒开始通常是若干单对或双对双绞线直接与用户终端处的网路接口(Network Interface, NI)相连，用户引入线为用户专用，NI为网络设备和用户 设备的分界点。铜线用户环路的作用是把用户话机连接到电话局的交换机上。1.2.2 光纤接入网光纤接入网(或称光接入网)(Optical Access Network, OAN)是以光纤为 传输介质，并利用光波作为光载波传送信号的接入网，泛指

6、本地交换机或远端交 换模块与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统。OLT 的作用是为光接入网提供网络侧与本地交换机之间的接口，并经一个 或多个ODN与用户侧的ONU通信。ODN 为 OLT 与 ONU 之间提供光传输手段，其主要功能是完成光信号功率 的分配任务。ONU的作用是为光接入网提供直接的或远端的用户侧接口，处于ODN的用 户侧。ONU的主要功能是终结来自ODN的光纤，处理光信号，并为多个小企 事业用户和居民用户提供业务接口。1.2.3 混合接入网混合接入网是指接入网的传输介质采用光纤和同轴电缆混合组成的。主要有 三种方式，即光纤/同轴电缆混合(HFC)方式、交换型数字视像(Sw

7、itched Digital Video，SDV)方式以及综合数字通信和视像(Integrated Digital communication and Video，IDV)方式。一、光纤/同轴电缆混合(HFC)方式1HFC 系统的组成与原理HFC是有线电视（CATV）网和电话网结合的产物，是目前将光纤逐渐推向用户 的一种较经济的方式。2HFC 技术应用中要考虑的几个方面在 HFC 上实现双向传输，需要从光纤通道和同轴通道这两方面来考虑。（1）从前端到光节点这一段光纤通道中，上行回传可采用空分复用（SDM）和 波分复用（WDM）这两种方式。（2）从光节点到住户这段同轴电缆通道，其上行回传信号要选

8、择适当的频段。二、交换型数字视像（SDV）方式HFC 接入网主要是为住宅用户提供视像（以模拟视像业务为主）宽带业务 的一种接入网方式，特别适合于单向、模拟的有线电视传送。三、综合数字通信和视像（IDV）方式从上面的讨论可知，国际上新开发的 SDV 技术是将电信、视像数字传输和 视像模拟传输综合在一起，这既保持了数字传输质量高的优点，又保留了当前视 像以模拟传输的现实情况，还可能适应将来交互式数字化视像发展，并具有交换 等多种功能，是一种比较先进和有广泛应用前景的技术。1.2.4 无线接入网无线接入网是以无线电技术（包括移动通信、无绳电话、微波及卫星通信等） 为传输手段，连接起端局至用户间的通信

9、网。一、无线接入网的一般结构由于无线接入技术比传统的有线接入技术提供更多的自由度，因而，无线接 入网结构要比传统的有线接入网结构简单得多，下面介绍无线接入网的一般结构。移动通信网接入公用固定通信网主要有用户线接入、市话中继线接入和移动 电话汇接中心接入三种方式，目前主要采用移动电话汇接中心方式实现移动通信 网与固定通信网的连接和联网互通。二、有线接入和无线接入结构的比较如果将无线接入作为代替有线接入的手段，那么根据不同情况，可以分别代 替相应有线接入的任何一部分乃至全部，下面分别讨论不同的应用情况。 1代替引入线 最保守的应用是用无线接入代替有线接入中的引入线部分。2代替配线和引入线一种有效的

10、应用是用无线接入代替有线接入中的配线和引入线。此时无线基 站将设置在传统交接箱的位置，也就是数字环路载波（DLC）系统的远端设备所 设置的位置，这种应用方案可以称之为无线DLC。3代替全部有线接入 一种更经济的应用是用无线接入代替全部有线接入，即不仅代替配线和引入 线，也同样代替馈线电缆段。4代替部分交换区如果RCSA可以超过单个交换区，似乎没有理由限制RCSA只应用于单个交 换区。1.3 接入网提供的综合接入业务、普通电话业务（POTS）的接入 接入网提供普通电话（Plain Old Telephone Service , POTS）接口，它既可支持模 拟用户，又可以支持用户交换机的接入，同

11、时还支持虚拟用户交换机（ Centrex） 及 CID 等新业务。二、综合业务数字网（ISDN）业务的接入接入网提供 ISDN BRI（2B+D）和 ISDN PRI （30B+D）接口。三、数字数据网络（DDN）专线业务的接入数字数据网络（Digital Data Network，DDN）是一个传输速率高、质量好、网络 时延小和全透明的数字数据网络。方式一：在DDN节点机与OLT之间通过E1接口相连。方式二：利用接入网将DDN节点机提供的2B1Q接口进行延伸。方式三：在DDN节点机与OLT之间通过V.24或V.35接口相连。四、有线电视（CATV）业务的接入随着我国有线电视业务（CATV）的

12、迅速普及，在用户接入网中引入CATV业务 势在必行。可通过内臵式光发射模块、光接收机模块等构成一个独立的 CATV 光纤传输系统，同时还将CATV单元纳入集中监控和网络管理。五、Internet 业务的接入1 局域网用户（非分组网用户）的接入有几个主机组成的局域网用户，需要配备路由器，租用数字专线（DDN专线）， 并申请一组IP地址及注册域名，以专线的方式接入Internet。2一般终端或主机用户（非分组网用户）的接入这类用户是 Internet 网上为数最多的用户，接入 Internet 的方法很简单。3分组网上的同步、异步终端及局域网用户接入Internet 通过一个 X.25 协议的转换

13、与分组网相接。六、其他业务的接入 1分组交换数据业务的接入 分组网可以在一条电路上同时开放多条虚电路，为多个用户同时使用，具有动态 路由功能和较先进的误码纠错功能。2E1 租用线业务采用先进的区间通信功能，可在ONU和OLT之间、ONU和ONU之间提供E1 租用线业务，实现接入网系统内部租用线业务。32/4 线音频专线接口接入网系统可以为用户提供 2/4 线音频专线接口。2/4 线音频专线接口板为无变 压器模拟接口板，通过软件实现 2/4 线转换和增益调整功能。2. 铜线接入技术DSL（Digital Subscriber Line 数字用户环路）技术是基于普通电话线的宽带接入 技术，它在同一

14、铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号并不通过电话交换机 设备，减轻了电话交换机的负载；并且不需要拨号，一直在线，属于专线上网方 式。DSL包括ADSL、RADSL、HDSL和VDSL等等。下面我们主要介绍现在应 用较多的 ADSL 和 VDSL。2.1不对称数字用户线（ADSL ）接入技术2.1.1 ADSL 的提出不对称数字用户线（Asymmetric Digital Subscriber Line , ADSL）是一种利用 现有的传统电话线路高速传输数字信息的技术。ADSL技术是由Bellcore的Joe Lechleder 于 20 世纪 80 年代末首先提出的。与传统传输技术相比，A

15、DSL是一种宽带调制解调器技术。ADSL也可以在 相同的线路上同时容纳模拟的语音信息，用户在上网时仍然可以使用电话。ADSL 的技术特点严格说来，ADSL本身只是一种从铜质电话线路的一端传送数据位流到另一 端的技术而己，相当于OSI网络七层的第一层物理层。ADSL 系统的主要特点是“不对称”。这正好与接入网中图像业务和数据业务的 固有不对称性相适应。ADSL技术的主要优点如下：（1）可以充分利用现有铜线网路，只要在用户线路两端加装ADSL设备即可为 用户提供服务。（2）ADSL 设备随用随装，无需进行严格业务预测和网路规划，施工简单，时 间短，系统初期投资小。（3）ADSL设备拆装容易、灵活，方便用户转移，较适合流动性强的家庭用户。（4）充分利用双绞线上的带宽， ADSL 将一般电话线路上未用到的频谱容量， 以先进的调制技术，产生更大、更快的数字通路，提供高速远程接收或发送信息。 双绞铜线可同时供普通电话业务（Plain Old Telephone Service，POTS）的 声音和ADSL数字线路使用。因此，在一条ADSL线路上可以同时提供个人计 算机、电视和电话频道。要在铜线用户网路中广泛地应用ADSL系统，需要克服一系列技术难题，其 中主要有如下